Thấu kính nhỏ nhất được sử dụng trong nội soi là gì?

Giới thiệu
Trong nội soi, kích thước nhỏ hơn có nghĩa là ít xâm lấn hơn và tầm với lớn hơn. Trung tâm của mỗi ống nội soi siêu mỏng là một ống kính nhỏ. Vậy thấu kính nhỏ nhất được sử dụng trong nội soi hiện nay là gì? Các thấu kính thu nhỏ có bán trên thị trường có thể có nhỏ tới 0,65 mm đường kính – gần bằng độ dày của một cây kim. Những thấu kính này là một phần của mô-đun camera nội soi siêu nhỏ có thể điều hướng các mạch máu, ống dẫn nước mắt hoặc máy móc vi mô. Bài viết này khám phá các giới hạn kích thước, công nghệ đằng sau chúng và cách chúng tích hợp vào thiết kế mô-đun máy ảnh nội soi .

'Thấu kính nhỏ nhất' trong nội soi là gì?
Thấu kính trong máy nội soi là một hệ thống quang học đa thành phần tập trung ánh sáng vào cảm biến máy ảnh mô-đun cmos . 'Nhỏ nhất' dùng để chỉ đường kính ngoài của cụm thấu kính hoàn chỉnh. Đối với nội soi vi mô y tế (ví dụ: xem động mạch vành), thấu kính từ 0,5 mm đến 1,0 mm đã được sử dụng. Kỷ lục về sản xuất hàng loạt là gói cảm biến OmniVision OV6948, bao gồm một ống kính tích hợp có kích thước 0,65 mm × 0,65 mm – một mô-đun camera nội soi vi mô hoàn chỉnh cho thấy quang học đã trở nên nhỏ như thế nào.

Một ống kính có thể nhỏ đến mức nào?
Giới hạn vật lý đến từ:

• Nhiễu xạ – Khi khẩu độ quá nhỏ, độ phân giải bị ảnh hưởng.

• Dung sai chế tạo – Việc mài và đánh bóng kính dưới milimet là rất cứng.

• Kích thước pixel cảm biến – Ống kính phải phân giải chi tiết ở mức pixel (thường là 1,0–1,9 µm).

Thấu kính nhỏ nhất hiện nay sử dụng quang học cấp độ tấm bán dẫn (WLO) , khắc hàng trăm thấu kính lên tấm bán dẫn thủy tinh. Kỹ thuật này tạo ra các thấu kính nhất quán có đường kính xuống tới 0,4 mm . Để có được hình ảnh có thể sử dụng được, hầu hết các máy nội soi y tế đều sử dụng thấu kính khoảng 0,8–1,5 mm để có đủ ánh sáng và độ phân giải.

Ứng dụng của ống kính nhỏ nhất

Mô -đun máy ảnh nội soi siêu nhỏ có thấu kính dưới milimet thường có tiêu cự cố định và sử dụng máy ảnh mô-đun cmos có điểm ảnh rất nhỏ (ví dụ: 1,0 µm). Độ phân giải thường là VGA hoặc 720p – mô-đun máy ảnh 1080p sẽ cần ống kính lớn hơn để có đủ ánh sáng.

Cảm biến CMOS và Ống kính Nhỏ
Một mô-đun máy ảnh nội soi siêu nhỏ ghép nối ống kính nhỏ với một máy ảnh mô-đun cmos phù hợp . Để giữ tổng đường kính dưới 1 mm, khuôn cảm biến được thu nhỏ. Ví dụ: OmniVision OV6948 xếp ống kính lên trên cảm biến, tạo ra một máy ảnh cỡ chip. Con chip này phù hợp với phạm vi y tế dùng một lần.

Để thuận tiện cho việc cắm và chạy , mô-đun này có thể được xây dựng dưới dạng Mô-đun máy ảnh USB với bảng điều khiển bên ngoài. Tuy nhiên, ở kích thước dưới milimet, chỉ có cảm biến và ống kính vừa với đầu – giao diện USB được xử lý trong một tay cầm lớn hơn.

Tại sao không phải lúc nào cũng sử dụng ống kính nhỏ nhất?
Sự đánh đổi bao gồm:

• Chất lượng hình ảnh – Ống kính cực nhỏ thu được ít ánh sáng và có độ phân giải hạn chế.

• Chi phí – Công cụ quang học ở cấp độ wafer đắt tiền.

• Trường nhìn – Ống kính rất nhỏ thường có FOV hẹp (<70°).

• Độ sâu trường ảnh – Ống kính thu nhỏ thường có DOF nông.

Đối với hầu hết nội soi y tế và công nghiệp, đường kính ống kính 2–4 mm là điểm lý tưởng, mang lại hiệu suất mô-đun máy ảnh hd (1080p) với khả năng thu ánh sáng tốt. Mô -đun máy ảnh 1080p được sử dụng trong kính hiển vi tiêu chuẩn thường có ống kính 3–5 mm.

Mô-đun máy ảnh nội soi siêu nhỏ của Chân thành Tại Chân thành, chúng tôi sản xuất cả giải pháp
tiêu chuẩn và kích thước siêu nhỏ mô-đun máy ảnh nội soi :

• Mô-đun máy ảnh nội soi vi mô – Ống kính nhỏ tới 0,7 mm, với cảm biến máy ảnh mô-đun cmos có kích thước lên tới 400×400.

• Mô-đun máy ảnh USB – Để sử dụng trong công nghiệp không vô trùng, chúng tôi cung cấp các mô-đun tương thích UVC với đầu 1,0 mm.

• Mô-đun máy ảnh 1080p – Đối với các ứng dụng có độ phân giải quan trọng hơn kích thước, mô-đun 2,8–5 mm của chúng tôi cung cấp Full HD.

• Mô-đun máy ảnh HD – tùy chọn 720p và 1080p với đun máy ảnh UVC . giao diện cắm và chạy mô-

• Plug-and-play – Các mẫu mô-đun máy ảnh UVC của chúng tôi hoạt động ngay lập tức trên mọi PC.

Tóm tắt
Thấu kính nhỏ nhất được sử dụng trong nội soi ngày nay có đường kính 0,65 mm , cho phép thực hiện các thủ thuật xâm lấn vi mô thực sự. Những ống kính này là một phần của mô-đun máy ảnh nội soi vi mô kết hợp cảm biến máy ảnh mô-đun cmos với quang học cấp độ bán dẫn. Mặc dù ấn tượng nhưng hầu hết nội soi thông thường đều sử dụng thấu kính 2–5 mm để cân bằng chất lượng hình ảnh, độ nhạy sáng và chi phí. Đối với các ứng dụng yêu cầu thu nhỏ tối đa, Chân thành cung cấp các thiết kế mô-đun máy ảnh nội soi tùy chỉnh có kích thước nhỏ tới 0,7 mm. Cho dù bạn cần Mô-đun camera USB để kiểm tra vi mô công nghiệp hay mô-đun camera 1080p cho kính soi tiêu chuẩn, chúng tôi đều điều chỉnh kích thước ống kính cho phù hợp với nhu cầu của bạn.

Liên hệ Chân thành để thảo luận về các yêu cầu về mô-đun máy ảnh nội soi vi mô của bạn .